Способы управления синхронизацией и сдвигом фазы широтно-импульсной модуляции силовых преобразователей

Способы управления синхронизацией и сдвигом фазы широтно-импульсной модуляции силовых преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область применения изобретения

Настоящее изобретение имеет отношение к способам управления синхронизацией силовых преобразователей, работающих с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), которые могут быть использованы для сопряжения генераторов, создающих переменное напряжение с переменной частотой, с электрической сетью или с питающей электрической сетью, которые имеют номинально фиксированные напряжение и частоту. Однако эти способы также могут быть использованы для синхронизации силовых преобразователей, работающих с ШИМ, которые могут быть использованы, например, для сопряжения двигателя, требующего переменного напряжения с переменной частотой, с питающей электрической сетью (с шиной переменного тока), имеющей номинально фиксированные напряжение и частоту. Другие виды использования предусматривают синхронизацию силовых преобразователей, работающих с ШИМ, которые конфигурированы для обеспечения статической вольт-амперной реактивной (VAR) компенсации.

Предпосылки к созданию изобретения

Что касается первого из упомянутых здесь выше потенциальных видов использования, то можно производить преобразование энергии ветра в электрическую энергию за счет использования ветротурбины для привода ротора генератора, непосредственно или с использованием редуктора. Частота переменного тока на клеммах статора генератора ("напряжение статора") прямо пропорциональна скорости вращения ротора. Напряжение на клеммах генератора также изменяется в функции скорости и в зависимости от конкретного типа генератора от уровня магнитного потока. Для оптимальной выработки энергии скорость вращения выходного вала ветротурбины должна изменяться в соответствии со скоростью ветра, приводящего во вращение лопасти турбины. Для ограничения выработки энергии при высоких скоростях ветра скоростью вращения выходного вала управляют за счет изменения угла наклона лопастей турбины. Подключение генератора переменного напряжения с переменной частотой к питающей электрической сети, имеющей номинально фиксированные напряжение и частоту, может быть обеспечено за счет использования силового преобразователя.

Силовой преобразователь типично содержит мост генератора, который при нормальной работе действует как активный выпрямитель, подающий питание на линию постоянного тока. Мост генератора может иметь любую подходящую топологию, причем он содержит группы полупроводниковых силовых переключающих приборов, имеющих полное управление и регулирование с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Постоянное выходное напряжение моста генератора поступает на клеммы постоянного тока сетевого моста, который при нормальной работе действует как активный инвертор. Основное управление постоянным выходным напряжением производят за счет управления мостом генератора, однако возможны и другие способы управления напряжением на линии постоянного тока. Сетевой мост может иметь любую подходящую топологию, причем он содержит группы полупроводниковых силовых переключающих приборов, имеющих полное управление и регулирование с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Постоянное выходное напряжение сетевого моста фильтруют и направляют в питающую электрическую сеть, имеющую номинально фиксированную частоту, через повышающий трансформатор. Защитное распределительное устройство может быть предусмотрено для обеспечения надежного соединения с питающей электрической сетью и для изоляции системы генератора и преобразователя от питающей электрической сети в соответствии с различными эксплуатационными и неэксплуатационными требованиями.

Энергия, которую вводят в питающую электрическую сеть, должна отвечать требованиям, приведенным в различных стандартах и нормах, касающихся электрической сети. Например, в соответствии с одним из важных стандартов амплитуда гармонических искажений напряжения, связанная с боковыми полосами частоты переключения, должна составлять менее 0.2% амплитуды напряжения питающей электрической сети на основной частоте.

Модуляцию ШИМ, которую используют в сетевом мосте, типично осуществляют на данной частоте переключения. Перемешивание между номинально фиксированной частотой электрической сети или питающей электрической сети и частотой переключения ШИМ создает гармоники в выходном напряжении переменного тока сетевого моста. Если два или больше силовых преобразователей подключены к общей питающей электрической сети или к электрической сети (например, в случае ветровой электростанции, где множество ветротурбин могут быть подключены к питающей электрической сети через параллельное соединение), то полные гармонические искажения напряжения в энергии, которую направляют в питающую электрическую сеть, могут превышать требуемые предельные значения, заданные для общей точки.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ управления множеством силовых преобразователей, которые могут быть использованы для сопряжения с питающей электрической сетью, причем каждый силовой преобразователь содержит сетевой мост, работающий в соответствии с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с одним и тем же периодом переключения, причем каждый силовой преобразователь создает по меньшей мере одну нежелательную гармонику в напряжении питающей электрической сети, при этом способ включает в себя операцию создания периода переключения ШИМ для каждого сетевого моста с различным временным сдвигом относительно точки отсчета времени, так что по меньшей мере одна нежелательная гармоника в напряжении питающей электрической сети будет по меньшей мере частично подавлена.

Преимущество такого способа заключается в том, что по меньшей мере одна нежелательная гармоника (например, нежелательная гармоника, возникающая за счет перемешивания номинально фиксированной частоты электрической сети или питающей электрической сети и частоты переключения ШИМ) может быть подавлена по меньшей мере частично, а в некоторых случаях подавлена полностью. В том случае когда силовой преобразователь используют для сопряжения генератора с питающей электрической сетью, тогда этот способ позволяет вводить энергию в питающую электрическую сеть при помощи матрицы сетевых мостов так, чтобы удовлетворять требованиям относительно гармонических искажений, приведенным в различных стандартах и нормах, касающихся электрической сети. В том случае когда каждый силовой преобразователь используют для сопряжения двигателя с питающей электрической сетью (или шиной), тогда этот способ позволяет снизить любые гармонические искажения в напряжении питающей электрической сети, которые возникают за счет работы каждого сетевого моста. Аналогично, в том случае когда каждый силовой преобразователь работает как статический вольт-амперный реактивный (VAR) компенсатор, тогда этот способ позволяет снизить любые гармонические искажения в напряжении питающей электрической сети, которые возникают за счет работы каждого сетевого моста.

Работой каждого силового преобразователя и, в частности, модуляцией ШИМ в соответствующем сетевом мосте можно управлять при помощи электронного контроллера. Контроллер может быть объединен с сетевым мостом или выполнен в виде автономного блока. В любом случае следует иметь в виду, что контроллер является компонентом более общего силового преобразователя, и поэтому любую ссылку в этом описании на контроллер или сетевой мост следует понимать как ссылку на соответствующий силовой преобразователь или наоборот. Более конкретно, любая упомянутая в описании операция управления, осуществляемая при помощи силового преобразователя, также может быть осуществлена при помощи контроллера или сетевого моста, если это является уместным.

Специалисты легко поймут, что в дальнейшем описании термин "точка отсчета времени", относительно которой определяют все различные временные сдвиги, может быть взята на любом фронте (например, на фронте нарастания или спада) импульса общего сигнала времени или сигнала времени, выработанного, например, при помощи "главного" силового преобразователя в каскадной схеме. Любая подходящая "точка отсчета времени" может быть использована в зависимости от обстоятельств и заданных рабочих режимов силовых преобразователей.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, способ дополнительно включает в себя операции выработки общего временного сигнала, который действует как точка отсчета времени, подачи общего временного сигнала на каждый силовой преобразователь, и создания периода переключения ШИМ каждого сетевого моста с различным временным сдвигом относительно общего временного сигнала, так что по меньшей мере одна нежелательная гармоника в напряжении питающей электрической сети будет по меньшей мере частично подавлена.

Периоды переключения ШИМ для каждого сетевого моста все номинально одинаковы и синхронизированы с общим временным сигналом, при соответствующих временных сдвигах.

В том случае когда способ используют для управления тремя параллельно включенными силовыми преобразователями, сетевой мост первого силового преобразователя может работать с ШИМ, имеющей заданный период переключения, который смещен на первый промежуток времени относительно общего временного сигнала. Сетевой мост второго силового преобразователя может работать с ШИМ, имеющей такой же заданный период переключения, который смещен на второй промежуток времени относительно общего временного сигнала. Сетевой мост третьего силового преобразователя может работать с ШИМ, имеющей такой же заданный период переключения, который смещен на третий промежуток времени относительно общего временного сигнала. Первый, второй и третий промежутки времени являются различными, причем все они выбраны так, что по меньшей мере одна нежелательная гармоника в напряжение питающей электрической сети будет по меньшей мере частично подавлена.

Промежуток времени, на который период переключения ШИМ одного из сетевых мостов сдвинут (смещен) относительно общего временного сигнала, может быть равен нулю.

Временной сдвиг ШИМ каждого сетевого моста относительно общего временного сигнала может быть выражен в процентах периода переключения ШИМ. Например, в приведенном выше случае, когда способ используют для управления тремя включенными параллельно силовыми преобразователями, сетевой мост первого силового преобразователя может работать в соответствии с ШИМ, имеющей заданный период переключения, который сдвинут на первый промежуток времени 0% периода переключения (то есть период переключения ШИМ сетевого моста первого силового преобразователя не имеет временного сдвига относительно общего временного сигнала). Сетевой мост второго силового преобразователя может работать в соответствии с ШИМ, имеющей тот же самый заданный период переключения, но который сдвинут на второй промежуток времени 33.3% периода переключения. Сетевой мост третьего силового преобразователя может работать в соответствии с ШИМ, имеющей тот же самый заданный период переключения, но который сдвинут на третий промежуток времени 66.6% периода переключения.

ШИМ можно представить как сигнал несущей, имеющий номинальную частоту ШИМ. Поэтому каждый временной сдвиг можно рассматривать как эквивалент сдвига фазы сигнала несущей ШИМ каждого сетевого моста. Если период ШИМ эквивалентен 360°, и первый, второй и третий промежутки времени равны 0%, 33.3 и 66.6% периода переключения, тогда сигнал несущей ШИМ каждого сетевого моста будет иметь сдвиг фазы на 0°, 120° и 240°, соответственно.

Само собой разумеется, что такие же принципы могут быть применены к схеме построения с любым числом включенных параллельно силовых преобразователей.

Временной сдвиг ШИМ каждого сетевого моста может быть определен со ссылкой на число силовых преобразователей, которыми управляют при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением. Следовательно, временной сдвиг, связанный с одним или несколькими сетевыми мостами, может быть отрегулирован, если изменяется число силовых преобразователей, которые подключены к питающей электрической сети. Эта регулировка гарантирует, что по меньшей мере одна нежелательная гармоника в напряжении питающей электрической сети будет эффективно подавлена даже тогда, когда один или несколько силовых преобразователей отключают от сети или вновь подключают к сети. Если необходимо произвести регулировку специфического временного сдвига, то это преимущественно производят скорее постепенно (например, с использованием пилообразной функции), а не резко и дискретным образом.

Каждый силовой преобразователь может передавать информацию о состоянии подключения к питающей электрической сети и о надлежащей работе или о состоянии отключения. Информация о числе силовых преобразователей, подключенных к питающей электрической сети в любой данный момент времени, может быть передана на все силовые преобразователи, периодически или когда изменяется число подключенных к сети силовых преобразователей. Требования к синхронизации информации о состоянии и подключении обычно не являются такими же жесткими, как для общего сигнала времени, так как допускается, чтобы по меньшей мере одна нежелательная гармоника могла превышать уровни для гармонических искажений напряжения, заданные в различных стандартах и нормах, касающихся электрической сети, в течение относительно короткого периода времени. Информация о состоянии и информация о подключении может быть передана как сигнал беспроводной связи, например такой как радиочастотный (РЧ) сигнал, или же электрический или оптический сигнал, передаваемый по электрическому кабелю или по оптическому волокну.

Общий сигнал времени может вырабатываться при помощи автономного тактирующего контроллера и затем может поступать на все силовые преобразователи. Альтернативно, общий сигнал времени может вырабатываться при помощи одного из силовых преобразователей и затем может поступать на все остальные силовые преобразователи. Силовой преобразователь, который вырабатывает общий сигнал времени, обычно называют "главным" силовым преобразователем, а остальные силовые преобразователи обычно называют "подчиненными" силовыми преобразователями. Период переключения ШИМ сетевого моста "главного" силового преобразователя должен иметь фазу, совпадающую с фазой общего сигнала времени, и должен иметь соответствующий временной сдвиг относительно общего временного сигнала, как уже было указано здесь выше. Общий сигнал времени может быть выработан при помощи тактирующего контроллера, объединенного с "главным" силовым преобразователем.

Общий сигнал времени может иметь фиксированный период. Например, общий сигнал времени может быть получен от глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) в виде импульса сигнала времени 1 секунда, создаваемого глобальной (спутниковой) системой местоопределения (GPS). Если сетевой мост каждого силового преобразователя имеет номинальную частоту переключения 2.5 кГц, то тогда это будет эквивалентно 2500 периодам ШИМ в течение импульса сигнала времени 1 секунда. Период общего сигнала времени также может быть равен номинальному периоду переключения ШИМ. Если сетевой мост каждого силового преобразователя имеет номинальный период переключения 400 мкс, то тогда общий сигнал времени может иметь длительность 400 мкс, в течение которой протекает 1 период ШИМ.

В том случае когда питающая электрическая сеть представляет собой (обычную) электрическую сеть, тогда период общего сигнала времени может быть связан с номинально фиксированной частотой питающей электрической сети или может быть производным от нее. Если частота изменяется между верхним и нижним предельными значениями в результате дисбалансов мощности во всей сети (если мощность в нагрузке превышает генерируемую мощность, тогда частота падает, и наоборот), то тогда общий сигнал времени может быть отрегулирован, чтобы отслеживать эти изменения частоты. В заявке на патент Великобритании 0617371.0 на имя заявителя настоящего изобретения описан способ управления силовым преобразователем, который может быть использован для сопряжения с питающей электрической сетью, работающей с изменяющейся во времени частотой. Силовой преобразователь содержит сетевой мост, работающий в соответствии с ШИМ, имеющей частоту переключения, номинальную частоту переключения и число импульсов на период. Частоту переключения ШИМ изменяют в соответствии с изменяющейся во времени частотой питающей электрической сети, так чтобы преимущественно получать только целые гармоники (и преимущественно только целые нечетные гармоники) изменяющейся во времени частоты. Поэтому общий сигнал времени, который используют в данном способе, может иметь период, равный обратной величине частоты переключения (Fpwm) ШИМ, полученной по способу, описанному в заявке на патент Великобритании 0617371.0, причем 1 период ШИМ протекает в течение этого времени.

Период переключения ШИМ, которую подают на каждый сетевой мост, затем преимущественно устанавливают равным периоду общего сигнала времени. Этот способ позволяет задавать период переключения ШИМ каждого силового преобразователя дистанционно, с использованием общего сигнала времени, чтобы получить дополнительные преимущества.

Общий сигнал времени может быть передан на силовые преобразователи от автономного тактирующего контроллера или от "главного" силового преобразователя на "подчиненные" силовые преобразователи, при помощи любого подходящего средства. Например, общий сигнал времени может представлять собой сигнал беспроводной связи, например такой как сигнал радиочастоты (РЧ), или же электрический или оптический сигнал, который передают по электрическому кабелю или оптическому волокну. Может быть необходимо компенсировать задержки в аппаратных средствах, вызванные в первую очередь временем передачи общего сигнала времени на силовые преобразователи. Это особенно справедливо, если задержка составляет значительную долю периода переключения ШИМ. Компенсация может предусматривать использование дополнительного временного сдвига относительно периода переключения ШИМ сетевых мостов одного или нескольких силовых преобразователей. Более конкретно, период переключения ШИМ может иметь первый временной сдвиг относительно общего временного сигнала, чтобы главным образом обеспечивать подавление гармонических искажений напряжения, и второй временной сдвиг относительно общего временного сигнала, чтобы компенсировать задержки за счет времени передачи общего сигнала времени и задержки за счет передачи частоты ШИМ по сетевым кабелям, чтобы дополнительно оптимизировать подавление гармоник.

В соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения предлагается способ, который включает в себя следующие операции: определение числа силовых преобразователей, подключенных к питающей электрической сети, определение периода переключения ШИМ сетевого моста первого силового преобразователя, передачу сигнала времени, имеющего период импульсов, равный периоду переключения ШИМ сетевого моста первого силового преобразователя на второй силовой преобразователь в качестве точки отсчета времени, измерение периода импульсов сигнала времени, установку периода переключения ШИМ сетевого моста второго силового преобразователя, равного измеренному периоду импульсов сигнала времени, и сдвиг периода переключения ШИМ сетевого моста второго силового преобразователя относительно сигнала времени на промежуток времени, который главным образом равен измеренному периоду импульсов сигнала времени, поделенному на число силовых преобразователей, подключенных к питающей электрической сети, так что по меньшей мере одна нежелательная гармоника в напряжении питающей электрической сети будет по меньшей мере частично подавлена.

Например, в самом распространенном случае, когда два силовых преобразователя подключены к питающей электрической сети, период переключения ШИМ сетевого моста второго силового преобразователя должен быть сдвинут на промежуток времени, который главным образом равен измеренному периоду импульсов первого сигнала времени, поделенному на два.

Любое число силовых преобразователей может быть подключено вместе в соответствии с описанным здесь выше, чтобы образовать каскадную (последовательную) матрицу. Следует иметь в виду, что термин "каскадный" относится к тому как сигналы времени проходят между силовыми преобразователями в матрице, при этом все силовые преобразователи в матрице остаются подключенными к питающей электрической сети в параллель. Каждый силовой преобразователь преимущественно передает сигнал времени, имеющий период импульсов, равный периоду переключения ШИМ связанного с ним сетевого моста. Каждый силовой преобразователь, который принимает сигнал времени, преимущественно измеряет период импульсов принятого сигнала времени, задает период переключения ШИМ своего сетевого моста так, чтобы он совпадал с измеренным периодом импульсов, и сдвигает период переключения ШИМ связанного с ним сетевого моста на промежуток времени, который главным образом равен измеренному периоду импульсов принятого сигнала времени, поделенному на число силовых преобразователей, подключенных к питающей электрической сети.

Для каскадной матрицы N силовых преобразователей способ может дополнительно предусматривать операцию передачи N-ного сигнала времени, имеющего период импульсов, равный периоду переключения ШИМ сетевого моста N-ного силового преобразователя, на первый силовой преобразователь. Другими словами, первый силовой преобразователь в матрице преимущественно получает сигнал времени от последнего силового преобразователя в матрице. Таким образом, матрица может быть матрицей "с замкнутым контуром".

Число силовых преобразователей N, которые подключены к питающей электрической сети, может быть определено как число силовых преобразователей, которые физически подключены к питающей электрической сети вне зависимости от их рабочего состояния. В этом случае N будет главным образом фиксированным и будет определяться, например, конструктивным построением ветровой электростанции, морской силовой установки или вольт-амперного реактивного (VAR) компенсатора. Для подавления гармоник считают, что число силовых преобразователей N, которые подключены к питающей электрической сети, не будет изменяться, если по какой-либо причине происходит отключение от сети одного или нескольких силовых преобразователей. Это может приводить к менее эффективному подавлению по меньшей мере одной нежелательной гармоники в напряжении питающей электрической сети, но может быть более подходящим для некоторых применений.

Обычно является предпочтительным, чтобы число N силовых преобразователей, которые подключены к питающей электрической сети, определялось числом силовых преобразователей, которые физически подключены к питающей электрической сети и работают в любой данный момент времени. Другими словами, N является динамическим и изменяется в ответ на рабочее состояние силовых преобразователей в матрице. Это означает, что число N силовых преобразователей, которые подключены к питающей электрической сети, будет обновляться, чтобы обеспечивать более эффективное подавление по меньшей мере одной нежелательной гармоники в напряжении питающей электрической сети, причем каждый силовой преобразователь может передавать информацию о своем состоянии подключения или отключения. Информация о числе N силовых преобразователей, которые подключены к питающей электрической сети, в любой данный момент времени может быть передана на все силовые преобразователи, периодически или когда изменяется число подключенных к сети силовых преобразователей. Каждый силовой преобразователь преимущественно использует самое последнее обновленное или текущее значение N, когда определяет сдвиг периода переключения ШИМ связанного с ним сетевого моста.

Сигналы времени могут передаваться от одного силового преобразователя на другой при помощи любого подходящего средства. Например, сигналы времени могут быть сигналами беспроводной связи, например радиочастотными (РЧ) сигналами, или электрическими или оптическими сигналами, передаваемыми по электрическому кабелю или оптическому волокну.

Силовой преобразователь в матрице, который первым подключается к сети, преимущественно играет роль "главного" силового преобразователя и занимает положение первого силового преобразователя в матрице. В первый момент решение о присвоении роли "главного" силового преобразователя принимают на основании отсутствия любого сигнала времени, принятого силовым преобразователем. Любой силовой преобразователь, который принимает сигнал времени, когда его подключают к сети, преимущественно будет выполнять роль "подчиненного" силового преобразователя. Любой "подчиненный" силовой преобразователь, который не получает сигнал времени по какой-либо причине (например, если непосредственно предшествующий ему силовой преобразователь в матрице отключается или если сигнал времени прерывается) может получать роль "главного" силового преобразователя.

Матрица, самое малое, может иметь два или несколько "главных" силовых преобразователей, в зависимости от порядка, в котором происходит подключение силовых преобразователей. Матрица также может иметь два или несколько "главных" силовых преобразователей, если один или несколько силовых преобразователей отключаются от сети. В этом случае матрицу эффективно подразделяют на группы подматриц, причем каждый "главный" силовой преобразователь занимает положение первого силового преобразователя в объединенной с ним подматрице. Когда все силовые преобразователи в матрице подключены и работают надлежащим образом, тогда преимущественно будет только один "главный" силовой преобразователь. Этот "главный" силовой преобразователь преимущественно занимает положение первого силового преобразователя в матрице, а остальные силовые преобразователи преимущественно будут выполнять роль "подчиненных" силовых преобразователей и будут занимать соответствующее положение в матрице.

Сигналы времени, которые передают между смежными силовыми преобразователями в матрице, могут содержать информацию относительно роли ("главный" или "подчиненный") и/или положения в матрице силового преобразователя, который передает сигнал времени. Несмотря на то, что сигналы времени обычно имеют один и тот же период импульсов, они могут иметь различную длительность импульсов, несущую информацию о положении силового преобразователя в матрице. Это может быть полезно в том случае, когда один из силовых преобразователей в матрице отключается или выходит из строя. Когда все силовые преобразователи в матрице подключены и работают нормально, тогда длительность импульса N-ного сигнала времени, который принимает первый силовой преобразователь в матрице, может быть использована для подтверждения его роли как только "главного" силового преобразователя в матрице. Любой силовой преобразователь, который играет роль "главного" силового преобразователя, но получает сигнал времени, имеющий длительность импульса, которая отличается от той, которая обычно подтверждает роль "главного" силового преобразователя, может получать роль "подчиненного" силового преобразователя и может занимать соответствующее положение в матрице.

Например, в каскадной матрице, имеющей три силовых преобразователя, где первый силовой преобразователь в матрице получает сигнал времени от последнего силового преобразователя в матрице, каждый силовой преобразователь может:

(a) определять период импульсов для ШИМ (с использованием подходящего способа, такого как описанный далее более подробно), и если он является "главным" силовым преобразователем, то (i) занимать положение в матрице как первый силовой преобразователь, (ii) подавать ШИМ, имеющий заданный период импульсов, на объединенный с ним сетевой мост, и (iii) передавать сигнал времени, имеющий период импульсов, равный заданному периоду импульсов, и длительность импульса 20 мкс; и

(b) если он является "подчиненным" силовым преобразователем, то (i) измерять период импульсов принятого сигнала времени, (ii) подавать ШИМ, имеющий измеренный период импульсов, на объединенный с ним сетевой мост, и (iii) передавать сигнал времени, имеющий длительность импульса, равную длительности импульса принятого сигнала времени плюс 20 мкс.

Это означает, что первый "подчиненный" силовой преобразователь, который получает сигнал времени от "главного" силового преобразователя, будет передавать сигнал времени с длительностью импульса 40 мкс, а второй "подчиненный" силовой преобразователь, который получает сигнал времени от первого "подчиненного" силового преобразователя, будет передавать сигнал времени с длительностью импульса 60 мкс. Следует иметь в виду, что возможны и другие длительности импульсов.

Каждый силовой преобразователь также может быть конфигурирован так, чтобы оставаться "главным" силовым преобразователем, если он не получает сигнала времени или если полученный им сигнал времени имеет длительность импульса 60 мкс, но переключается от роли "главного" силового преобразователя на роль "подчиненного" силового преобразователя, если он получает сигнал времени, имеющий длительность импульса 20 мкс или 40 мкс.

Если имеются три каскадных силовых преобразователя, которые удобно назвать преобразователями А, В и С, которые передают сигналы времени в последовательности А→В, В→С и С→А, то тогда могут быть использованы следующие примеры для пояснения их работы в различных обстоятельствах. Сигналы времени можно рассматривать как последовательности цифровых временных импульсов, имеющих состояние 0 и 1, причем период импульсов можно определить как промежуток времени между фронтами нарастания и спада последовательных временных импульсов, а длительность импульса можно определить как промежуток времени в течение единичного состояния. В приведенных далее примерах предполагают, что всегда N=3.

1. Силовой преобразователь А представляет собой первый подключаемый преобразователь, причем он получает роль "главного" силового преобразователя и занимает первое положение в матрице. Он выдает сигнал времени, который имеет длительность импульса 20 мкс и период импульсов, равный периоду переключения ШИМ его сетевого моста (причем этот период переключения, например, может быть основан на местном определении или передан от автономного контроллера). Задний фронт (спад) сигнала времени с выхода силового преобразователя А совпадает с началом периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь В является следующим при подключении к сети. Он получает сигнал времени от силового преобразователя А, имеющий длительность импульса 20 мкс. Он играет роль "подчиненного" силового преобразователя, так как он получает сигнал времени и занимает второе положение в матрице. Он измеряет период импульсов принятого сигнала времени, задает период переключения ШИМ своего сетевого моста так, что он совпадает с измеренным периодом импульсов, и вводит временной сдвиг, который равен измеренному периоду импульсов, поделенному на три. Этот временной сдвиг используют для определения начала периода переключения ШИМ сетевого моста силового преобразователя В. Силовой преобразователь В выдает сигнал времени, имеющий длительность импульса, равную длительности импульса принятого сигнала времени плюс 20 мкс (то есть длительность импульса 40 мкс), и период импульсов, равный периоду переключения ШИМ своего сетевого моста. Задний фронт (спад) сигнала времени с выхода силового преобразователя В совпадает с началом периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь С последним подключают к сети. Он получает сигнал времени от силового преобразователя В, имеющий длительность импульса 40 мкс. Он играет роль "подчиненного" силового преобразователя, так как он получает сигнал времени, и занимает третье положение в матрице. Он измеряет период импульсов принятого сигнала времени, задает период переключения ШИМ своего сетевого моста так, что он совпадает с измеренным периодом импульсов, и вводит временной сдвиг, который равен измеренному периоду импульсов, поделенному на три. Этот временной сдвиг используют для определения начала периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь С выдает сигнал времени, имеющий длительность импульса, равную длительности импульса принятого сигнала времени плюс 20 мкс (то есть длительность 60 мкс), и период импульсов, равный периоду переключения ШИМ своего сетевого моста. Задний фронт (спад) сигнала времени с выхода силового преобразователя С совпадает с началом периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь А получает сигнал времени от силового преобразователя С, имеющий длительность импульса 60 мкс, который подтверждает его роль "главного" силового преобразователя, причем его работа остается неизменной.

2. Матрица функционирует нормально до тех пор, пока силовой преобразователь А не отключается от сети или не прерывается его сигнал времени. Силовой преобразователь В тогда больше не получает сигнал времени и теперь играет роль "главного" силового преобразователя и занимает первое положение в матрице. Он использует местное определение периода переключения ШИМ своего сетевого моста и выдает сигнал времени, имеющий длительность импульса 20 мкс и период импульсов, равный периоду переключения ШИМ своего сетевого моста. Задний фронт (спад) сигнала времени с выхода силового преобразователя В совпадает с началом периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь С получает сигнал времени от силового преобразователя В, имеющий длительность импульса 20 мкс. Он продолжает играть роль "подчиненного" силового преобразователя, так как он получает сигнал времени, но занимает второе положение в матрице. Он измеряет период импульсов принятого сигнала времени, задает период переключения ШИМ своего сетевого моста так, что он совпадает с измеренным периодом импульсов, и вводит временной сдвиг, который равен измеренному периоду импульсов, поделенному на три. Этот временной сдвиг используют для определения начала периода переключения ШИМ сетевого моста силового преобразователя С.Силовой преобразователь С выдает сигнал времени, имеющий длительность импульса, равную длительности импульса принятого сигнала времени плюс 20 мкс (то есть длительность импульса 40 мкс) и период импульсов, равный периоду переключения ШИМ его сетевого моста. Задний фронт (спад) сигнала времени с выхода силового преобразователя С совпадает с началом периода переключения ШИМ его сетевого моста. Когда силовой преобразователь А вновь подключается к сети, он получает сигнал времени от силового преобразователя С, имеющий длительность импульса 40 мкс. Он теперь играет роль "подчиненного" силового преобразователя, так как он получает сигнал времени и занимает третье положение в матрице. Он измеряет период импульсов принятого сигнала времени, задает период переключения ШИМ своего сетевого моста так, что он совпадает с измеренным периодом импульсов, и вводит временной сдвиг, который равен измеренному периоду импульсов, поделенному на три. Этот временной сдвиг используют для определения начала периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь А выдает сигнал времени, имеющий длительность импульса, равную длительности импульса принятого сигнала времени плюс 20 мкс (то есть длительность импульса 60 мкс), и период импульсов, равный периоду переключения ШИМ его сетевого моста. Задний фронт сигнала времени с выхода силового преобразователя А совпадает с началом периода переключения ШИМ его сетевого моста. Силовой преобразователь В получает сигнал времени от силового преобразователя А, имеющий длительность импульса 60 мкс, который подтверждает его роль "главного" силового преоб